题文
关于“哥伦比亚”号航天飞机失事的原因,美国媒体报道说,一块脱落的泡沫损伤了左翼并最终酿成大祸。据美国航天局航天计划的Dittemore于2003年2月5日在新闻发布会上说,撞击航天飞机左翼的泡沫最大为20英寸(约50.8cm)长,16英寸(约40.6cm)宽,6英寸(约15.2cm)厚,其质量大约1.3kg,其向下撞击的速度约为250m/s,而航天飞机的上升速度大约为700m/s。假定碰撞时间等于航天飞机前进泡沫的长度所用的时间,相撞后认为泡沫全部附在飞机上。根据以上信息,估算“哥伦比亚”号航天飞机左翼受到的平均撞击力(保留一位有效数字)
题型:未知 难度:其他题型
答案
泡沫与航天飞机的碰撞看成完全非弹性碰撞,设飞船的质量为M,速度为v1,泡沫的质量为m,速度为v2,对泡沫碰撞航天飞机的过程由动量守恒得,Mv1-mv2=(M+m)v
碰撞后共同速度v="(" Mv1-mv2)/(M+m),由于M远远大于m,所以v≈v1=700m/s
泡沫撞击飞机的时间近似为t=L/v=7.3×10-4s
对泡沫运用动量定理可得撞击力F=m(v+v2)/t=1.69×106N
解析
略
考点
据考高分专家说,试题“关于“哥伦比亚”号航天飞机失事的原因,美.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





